WO2010118452A1 - Paper break detector for a moving web of paper - Google Patents
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Abstract
The invention relates to a paper break detector for a web of paper (1). Said detector comprises at least one radiation source (1) and at least one detector element (3) which are arranged relative to the web of paper (1) in a position of reflection, the at least one radiation source (2) emitting a wavelength for which at least one component of the web of paper (1) has a strong absorptivity. The output of the detector element (3) is connected to the input of a comparative device which produces a paper break signal when the intensity measured by the detector element (3) exceeds a threshold value.
Description
Vorrichtung zur Detektion des Abrisses einer sich bewegenden Papierbahn Apparatus for detecting the tear of a moving paper web
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Detektion des Abrisses einer sich bewegenden Papierbahn mit zumindest einer Strahlungsquelle und zumindest einem Detektorelement, die gegenüber der Papierbahn in Reflexionsstellung angeordnet sind.The invention relates to a device for detecting the demolition of a moving paper web with at least one radiation source and at least one detector element, which are arranged opposite the paper web in the reflection position.
Bei der Papierherstellung kommt der Abrissüberwachung für Papierbahnen bedingt durch die auf diesem Gebiet stetig ansteigenden Maschinengeschwindigkeiten eine immer höhere Bedeutung zu.In papermaking, demolition monitoring for paper webs is becoming increasingly important due to the ever-increasing machine speeds in this field.
Sofern die Papierbahnführung es zulässt, kann ein Papierabriss beispielsweise mit Hilfe eines Lichtschrankens detektiert werden. Wird sodann ein Papierabriss festgestellt, wird die Maschine zur Vermeidung von Schäden abgestellt und ein Restbahnabschnitt abgetrennt, damit es nicht zum Aufwickeln desselben innerhalb der Maschine kommen kann.If the paper web guide allows it, a paper tear can be detected, for example by means of a light barrier. Then, if a paper tear is detected, the machine is turned off to avoid damage and a residual track section separated so that it can not come to winding it within the machine.
Im Bereich der Trockenpartie einer Papiermaschine ist die Detektion mittels Lichtschranken aber aufgrund des unterhalb der Papierbahn geführten Trockensiebes nicht möglich, weshalb für diesen Abschnitt bisher verschiedene Lösungsansätze verfolgt wurden, die z.B. auf Farberkennung oder auf. Erkennung eines auf das Trockensieb aufgebrachten schwarzen Streifens oder in das Trockensieb eingebrachten periodischen Farbmusters beruhten.In the field of the dryer section of a paper machine, the detection by means of light barriers but due to the run below the paper web dryer is not possible, which is why for this section so far different approaches have been followed, for example, on color detection or on . Detection of a applied to the dryer fabric black strip or in the dryer fabric introduced periodic color pattern were based.
In der Praxis kommt es aber zur Verschmutzung des Trockensiebs und daher leicht zu Fehldetektionen von Abrissen. Weiters existieren verschiedene Papierqualitäten, die einmal weniger und einmal mehr Altpapier beinhalten, wodurch die Unterscheidung auf Basis der Farberkennung ebenfalls scheitert.In practice, however, it comes to the contamination of the dryer fabric and therefore easy to misdetections of tears. Furthermore, there are different grades of paper, which once contain less and once more waste paper, whereby the distinction based on the color detection also fails.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, welche die zuverlässige Papierabrissdetektion, insbesondere in der Trockenpartie ermöglicht, wobei Trockensiebverschmutzungen oder - Verfärbungen
bzw. Papierqualitätsunterschiede keinen Einfluss auf die Detektion haben sollen.The object of the invention is therefore to provide a device of the type mentioned above, which enables the reliable paper tear detection, especially in the dryer section, wherein Trockensiebschschmutzungen or - discoloration or paper quality differences should have no influence on the detection.
Weitere Aufgabe der Erfindung ist es, die Papierabrissdetektion in rauer Messumgebung ohne Beeinträchtigung der Messgenauigkeit und der Messsicherheit durchzuführen.Another object of the invention is to perform the paper tear detection in rough measuring environment without affecting the measurement accuracy and the measurement reliability.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung stellt die Detektion eines Papierbahnrisses bei den auftretenden hohen Fördergeschwindigkeiten und unterschiedlichen Papierqualitäten und -beschaffenheiten dar, um Standzeiten und Beschädigungen an der Anlage zu verhindern.Another object of the invention is the detection of a paper web break at the high conveyor speeds and different paper qualities and textures occurring in order to prevent downtime and damage to the system.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erzielt, dass die zumindest eine Strahlungsquelle eine Wellenlänge aussendet, für welche zumindest ein Inhaltsstoff der Papierbahn eine starke Absorption aufweist, und dass der Ausgang des Detektorelements mit dem Eingang einer Komparatorvorrichtung verbunden ist, welche bei Überschreiten eines Schwellwerts der vom Detektorelement gemessenen Intensität ein Papierbahnabriss-Signal erzeugt.According to the invention, this is achieved in that the at least one radiation source emits a wavelength for which at least one ingredient of the paper web has a strong absorption, and in that the output of the detector element is connected to the input of a comparator device which exceeds a threshold value measured by the detector element Intensity generates a paper web tear signal.
Die Strahlungsquelle ist dabei auf die sich bewegende Papierbahn gerichtet und die von der Oberfläche der Papierbahn zurückreflektierte bzw. zurückgestreuteThe radiation source is directed to the moving paper web and the back-scattered from the surface of the paper web or backscattered
Strahlung wird im Detektorelement gemessen. Die Detektion einesRadiation is measured in the detector element. The detection of a
Papierbahnabrisses geschieht über die im Detektorelement gemessene Absorption der von der Strahlungsquelle erzeugten Strahlung in der sich bewegendenPaper web breakage occurs via the absorption of the radiation generated by the radiation source in the moving element as measured in the detector element
Papierbahn. Sinkt die bei einer entsprechenden Wellenlänge festgestellte Absorption plötzlich ab, befindet sich keine Papierbahn sondern z.B. das leere Trockensieb imPaper web. If the absorption detected at a corresponding wavelength suddenly decreases, there is no paper web, but e.g. the empty drying wire in
Strahlengang der von der Strahlungsquelle erzeugten Strahlung. Als Reaktion auf diesen Intensitätsanstieg wird das Papierabriss-Signal erzeugt, über welches verschiedene Maßnahmen angesteuert werden können, wie z.B. das Abschalten derBeam path of the radiation generated by the radiation source. In response to this increase in intensity, the paper tear-off signal is generated, via which various measures can be triggered, such as e.g. switching off the
Papiermaschine oder das Abtrennen der Papierbahn, um ein Aufwickeln der Papierreste zu verhindern. Die Anzahl und die Anordnung der für die erfindungsgemäße Detektion verwendeten Strahlungsquellen und Detektorelemente unterliegen keinerlei Einschränkungen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist
besonders vorteilhaft an jenen Stellen einer Papiermaschine einsetzbar, an denen raue Bedingungen herrschen, also wo eine hohe Umgebungstemperatur und eine hohe Rate an Schwebeteilchen in der Luft vorhanden sind. Sie kann aber auch für beliebige andere Produktionsanlagen eingesetzt werden. Das Wegfallen der Absorption für einen Inhaltsstoff kann bei Auftreten eines Papierabrisses auch so zu einem Abrisssignal verarbeitet werden, dass bei jeder Veränderung des detektierten Signals, ob Erhöhung oder Erniedrigung, über einen bestimmten voreingestellten Wert hinaus ein Abriss festgestellt wird.Paper machine or the separation of the paper web to prevent winding of the paper remnants. The number and arrangement of the radiation sources and detector elements used for the detection according to the invention are not subject to any restrictions. The device according to the invention is can be used particularly advantageously at those points of a paper machine in which harsh conditions prevail, ie where a high ambient temperature and a high rate of airborne particles are present in the air. But it can also be used for any other production equipment. Elimination of absorption for an ingredient may also be processed into a tear-off signal upon the occurrence of a paper tear so that any change in the detected signal, whether increasing or decreasing, beyond a certain preset value will result in a demolition.
In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Inhaltsstoff der Papierbahn Wasser ist, und dass die Wellenlänge der zumindest einen Strahlungsquelle 1450 nm oder 1940 nm beträgt.In a further development of the invention, it may be provided that the ingredient of the paper web is water, and that the wavelength of the at least one radiation source is 1450 nm or 1940 nm.
Da die Papierbahn während der Fertigung einen relativ hohen Wassergehalt aufweist, ist die Detektion eines Papierbahnabrisses mit Hilfe der durch das Wasser verursachten Strahlungsabsorption möglich. Sobald ein Papierbahnabriss entsteht, fällt die Absorption durch das Wasser weg und die in das Detektorelement eintretende Strahlintensität steigt schlagartig an. Diese plötzliche Änderung der vomSince the paper web during production has a relatively high water content, the detection of a paper web break is possible with the help of the radiation absorption caused by the water. As soon as a paper web break occurs, the absorption by the water falls away and the beam intensity entering the detector element increases abruptly. This sudden change of the
Detektorelement gemessenen Intensität kann als Abrisssignal weiterverarbeitet werden.Detector element measured intensity can be further processed as a tear-off signal.
Die Detektion mittels Wasserabsorption ist jedoch nicht die einzige Möglichkeit. Vielmehr können auch andere Inhaltsstoffe der Papierbahn zur Detektion eines Papierbahnabrisses herangezogen werden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann Zellulose als Inhaltsstoff zur Absorption von der von der Strahlungsquelle ausgesandten Strahlung herangezogen werden, wobei die Wellenlänge der zumindest einen Strahlungsquelle 2080 nm beträgt.Detection by water absorption, however, is not the only option. Rather, other ingredients of the paper web can be used to detect a paper web break. According to a further embodiment of the invention, cellulose can be used as an ingredient for absorption by the radiation emitted by the radiation source, the wavelength of the at least one radiation source being 2080 nm.
Auch der Inhaltsstoff Lignin mit der entsprechenden Absorptions-Wellenlänge von 850 nm kann für die Messung verwendet werden.The ingredient lignin with the corresponding absorption wavelength of 850 nm can also be used for the measurement.
Bei Verwendung nur einer Strahlungsquelle, welche die Absorptionslinie eines
Papierbahninhaltsstoffes aussendet, kann es aufgrund der Bewegung der Papierbahn zu Intensitätsschwankungen kommen, die ausgeglichen werden können, wenn in Weiterbildung der Erfindung die zumindest eine Strahlungsquelle durch eine Mess-Strahlungsquelle gebildet ist, und zusätzlich eine Referenz-Strahlungsquelle vorgesehen ist, die eine Wellenlänge aussendet, die keine Absorption durch Papierbahninhaltsstoffe erleidet.When using only one radiation source, the absorption line of a Papierbahninhaltses emits, it may come due to the movement of the paper web to intensity fluctuations that can be compensated if in the invention, the at least one radiation source is formed by a measuring radiation source, and in addition a reference radiation source is provided which emits a wavelength, which does not suffer from absorption by paper web ingredients.
Die von der Referenz-Strahlungsquelle zurückreflektierte Intensität kann dabei als Intensitätsvergleichspegel herangezogen werden, um Schwankungen der von der Mess-Strahlungsquelle empfangenen Intensitätswerte auszugleichen.The intensity reflected back from the reference radiation source can be used as an intensity comparison level in order to compensate for fluctuations in the intensity values received by the measurement radiation source.
Bei Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es von Vorteil, wenn die Mess-Strahlungsquelle, die Referenz-Strahlungsquelle und das Detektorelement unmittelbar der Papierbahnoberfläche gegenüberliegend angeordnet sind.When using the device according to the invention, it is advantageous if the measuring radiation source, the reference radiation source and the detector element are arranged directly opposite the paper web surface.
Weiters kann eine Vorrichtung zur Druckbeaufschlagung mit Luft- oder Gas vorgesehen sein, mit der im Bereich des Strahlenganges jeweils zwischen der Mess- Strahlungsquelle und der Papierbahnoberfläche, zwischen der Referenz- Strahlungsquelle und der Papierbahnoberfläche sowie zwischen der Papierbahnoberfläche und dem Detektorelement eine zwangsbewegte Luft- oder Gasatmosphäre erzeugbar ist.Furthermore, a device for pressurizing with air or gas may be provided, with the in the region of the beam path between the measuring radiation source and the paper web surface, between the reference radiation source and the paper web surface and between the paper web surface and the detector element a forced air or Gas atmosphere can be generated.
Durch die zwangsbewegte Luft- oder Gasatmosphäre wird verhindert, dass sich Verunreinigungen, Feuchtigkeit, Keime od. dgl. auf den im Strahlengang befindlichen Strahlungsquellen und dem Detektorelement niederschlagen und diese mit der Zeit in ihrer Funktionsfähigkeit gestört sind. Durch Erzeugen eines lokal wirkenden Überdruckes wird verhindert, dass Verunreinigungen oder Niederschläge den für die Messung erforderlichen Strahlengang stören, indem sie Durchbrüche oder Durchlässe bzw. Eintritts- oder Austrittsöffnungen von Strahlungsquellen oder Detektoren verlegen oder mit einer Schicht überziehen.The forced-moving air or gas atmosphere prevents impurities, moisture, germs od. Like. Reflect on the radiation sources located in the beam path and the detector element and these are disturbed over time in their functionality. By generating a locally acting overpressure, impurities or precipitates are prevented from disturbing the beam path required for the measurement by laying or covering with openings or passages or entry or exit openings of radiation sources or detectors.
Damit entfällt die sonst bereits nach kurzer Zeit erforderliche Reinigung derThis eliminates the otherwise required after a short time cleaning the
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erfindungsgemäßen Vorrichtung und es können die Strahlungsquellen und das Detektorelement auch ohne Zwischenschaltung von optischen Hilfsmitteln wie Linsen, Spiegeln, optischen Fasern, Filtern oder Schutzgläsern betrieben werden. Dies ist sogar in sehr feuchten und/oder staubigen Umgebungen ohne Beeinträchtigungen des Messergebnisses möglich. Durch die zwangsbewegte Luftoder Gasatmosphäre kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch unmittelbar in nächster Nähe zur zu überwachenden Papierbahnoberfläche positioniert werden, ohne dass eine schnelle Verschmutzung der Vorrichtung befürchtet werden muss. In explosionsgefährdeten Umgebungen kann die erfindungsgemäße Vorrichtung ohne Zuhilfenahme von optischen Fasern durch Einsatz von geeigneten Inertgasen sogar unmittelbar in der Gefahrenzone eingesetzt werden. Die dadurch erzielte Vereinfachung im Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung hat eine hohe Ausfallsicherheit und eine hohe Messempfindlichkeit und -genauigkeit zur Folge.- A - The device according to the invention and the radiation sources and the detector element can also be operated without the interposition of optical aids such as lenses, mirrors, optical fibers, filters or protective glasses. This is possible even in very humid and / or dusty environments without affecting the measurement result. As a result of the forced-moving air or gas atmosphere, the device according to the invention can also be positioned directly in close proximity to the paper web surface to be monitored, without having to fear rapid contamination of the device. In explosive environments, the device according to the invention can even be used directly in the danger zone without the aid of optical fibers by using suitable inert gases. The resulting simplification in the structure of the device according to the invention has a high reliability and high sensitivity and accuracy measurement result.
Ein robuster Aufbau mit geringen Abmessungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung lässt sich erzielen, wenn die zumindest eine Strahlungsquelle bzw. die Mess- Strahlungsquelle und die Referenz-Strahlungsquelle jeweils durch eine Lumineszenzdiode gebildet sind. Es ist auch möglich, z.B. mit Hilfe eines Filters die Mess-Strahlungsquelle und die Referenz-Strahlungsquelle durch eine einzige Strahlungsquelle zu ersetzen, allerdings sind dann wieder zusätzliche konstruktive Maßnahmen erforderlich, die der Zuverlässigkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung abträglich sein könnten.A robust construction with small dimensions of the device according to the invention can be achieved if the at least one radiation source or the measuring radiation source and the reference radiation source are each formed by a light-emitting diode. It is also possible, e.g. with the help of a filter to replace the measuring radiation source and the reference radiation source by a single radiation source, but then again additional design measures are required, which could be detrimental to the reliability of the device according to the invention.
Um die Anzahl der Messöffnungen zu minimieren kann in Weiterbildung der Erfindung die Mess-Strahlungsquelle und die Referenz-Strahlungsquelle in einem gemeinsamen LED-Gehäuse integriert sein. Zu diesem Zweck können handelsübliche Mehrfach-LED verwendet werden, in denen mehrere pn-Übergänge mit unterschiedlichen Emissions-Wellenlängen vorhanden sind. Bei Anwendung solcher Mehrfach-LED kann auch eine Erhöhung der Strahlungsintensität erreicht werden.In order to minimize the number of measuring openings, the measuring radiation source and the reference radiation source can be integrated in a common LED housing in a development of the invention. For this purpose, commercially available multiple LEDs can be used, in which several pn junctions with different emission wavelengths are present. When using such multiple LED also an increase in the radiation intensity can be achieved.
Da die Mess-Strahlungsquelle und die Referenz-Strahlungsquelle der
Papierbahnoberfläche direkt gegenüberliegend angeordnet sind, gelangt die von der Papierbahnoberfläche reflektierte Strahlung ohne besondere Hilfsmittel in das Detektorelement. In besonders bevorzugter Weise sind die von der Mess- Strahlungsquelle und der Referenz-Strahlungsquelle ausgesandten Strahlen unkollimiert, wodurch bei der Orientierung der Mess-Strahlungsquelle und der Referenz-Strahlungsquelle sowie des Detektorelements kleinere Abweichungen von der idealen Ausrichtung keine nennenswerten Auswirkungen auf das Messergebnis haben.Since the measuring radiation source and the reference radiation source of the Paper web surface are arranged directly opposite each other, the radiation reflected from the paper web surface passes without special aids in the detector element. In a particularly preferred manner, the beams emitted by the measuring radiation source and the reference radiation source are uncollimated, whereby smaller deviations from the ideal alignment have no appreciable effects on the measurement result in the orientation of the measuring radiation source and the reference radiation source and the detector element.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung kann darin bestehen, dass die Papierbahn sich gegenüber der Mess-Strahlungsquelle, der Referenz- Strahlungsquelle und dem Detektorelement in einem konstanten Abstand vorbeibewegt. Dies trifft insbesondere auf die Messbedingungen bei der Papierherstellung zu, bei welcher die wasserhaltige Papierbahnoberfläche mit hoher Geschwindigkeit an der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorbeibewegt wird und die Detektion eines Papierbahnabrisses während der Bewegung des Messobjekts erfolgt.A further embodiment of the invention can consist in that the paper web moves past the measuring radiation source, the reference radiation source and the detector element at a constant distance. This applies in particular to the measurement conditions in papermaking, in which the water-containing paper web surface is moved past the apparatus according to the invention at high speed and the detection of a paper web break occurs during the movement of the test object.
Um alle Komponenten der erfindungsgemäßen Vorrichtung vor Verschmutzung oder anderen äußeren, z.B. mechanischen Einflüssen zu schützen, kann gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen sein, dass die Mess- Strahlungsquelle, die Referenz-Strahlungsquelle und das Detektorelement in einem Gehäuse angeordnet sind, für welche in einer Wand des Gehäuses entsprechende Durchbrechungen oder Durchlässe ausgebildet sind, durch welche die von der Mess- Strahlungsquelle und der Referenz-Strahlungsquelle ausgesandten Strahlen austreten und der von der Papierbahnoberfläche reflektierte Strahl eintreten.To remove all components of the device according to the invention from contamination or other external, e.g. To protect mechanical influences, according to an embodiment of the invention may be provided that the measuring radiation source, the reference radiation source and the detector element are arranged in a housing, for which in a wall of the housing corresponding openings or passages are formed through which the emerging from the measuring radiation source and the reference radiation source emitted rays and the reflected beam from the paper web surface.
Die von den Mess- und Referenz-Strahlungsquellen erzeugte Strahlung wird somit durch die entsprechenden Durchbrechungen oder Durchlässe hindurch und bevorzugt ohne weitere Umlenkung oder Fokussierung direkt auf die Oberfläche des Messobjekts auftreffen gelassen. Die von der Oberfläche rückreflektierte Strahlung gelangt ebenfalls durch eine geeignete Durchbrechung oder einen Durchlass im
Gehäuse in die Eintrittsoberfläche des Detektorelements, wo eine Umwandlung in elektrische Signale erfolgt.The radiation generated by the measurement and reference radiation sources is thus allowed to impinge directly on the surface of the measurement object through the corresponding apertures or passages and preferably without further deflection or focusing. The radiation reflected back from the surface also passes through a suitable aperture or aperture in the Housing in the entrance surface of the detector element, where a conversion into electrical signals takes place.
Sowohl aus Gründen der Messsicherheit als auch aus Gründen der einfacheren Herstellung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Mess- und Referenzstrahlungsquellen sowie das Detektorelement im Gehäuse sehr nahe bei einander zu platzieren, wodurch die zurückgelegten Wege der ausgesandten und reflektierten Strahlen kurz und Störungen klein gehalten werden können.Both for reasons of measurement reliability and for reasons of simpler manufacture, it has proven to be advantageous to place the measuring and reference radiation sources and the detector element in the housing very close to each other, whereby the paths traveled the emitted and reflected beams short and kept small disturbances can be.
Es können aber auch nur zwei Durchbrechungen oder Durchlässe ausgebildet sein, wobei die zumindest eine Mess-Strahlungsquelle und die zumindest eine Referenz- Strahlungsquelle in einem gemeinsamen LED-Gehäuse integriert sind, für welches nur eine der Durchbrechungen oder Durchlässe vorgesehen ist.But it can also be formed only two openings or passages, wherein the at least one measuring radiation source and the at least one reference radiation source are integrated in a common LED housing, for which only one of the openings or passages is provided.
Eine weitere Ausbildung der Erfindung kann daher darin bestehen, dass die Durchlässe in der Wand des Gehäuses durch Durchgangsbohrungen in einem in der Wand eingelassenen Halterungselement ausgebildet sind, an deren innerhalb des Gehäuses gelegenen Enden die Mess-Strahlungsquelle, die Referenz- Strahlungsquelle und das Detektorelement angeordnet sind, und dessen entgegengesetzte Enden bei Verwendung auf die Papierbahnoberfläche gerichtet sind.A further embodiment of the invention can therefore consist in that the passages in the wall of the housing are formed by through holes in a support member recessed in the wall, arranged at the ends located within the housing, the measuring radiation source, the reference radiation source and the detector element are, and the opposite ends are directed in use on the paper web surface.
Die von der Mess-Strahlungsquelle und der Referenz-Strahlungsquelle ausgesandten Strahlen können somit durch die jeweiligen Durchgangsbohrungen austreten und der reflektierte Strahl durch die dafür vorgesehenen Durchgangsbohrungen wieder eintreten.The beams emitted by the measuring radiation source and the reference radiation source can thus emerge through the respective through-holes and the reflected beam re-enter through the through-holes provided for this purpose.
Es können dabei die Mittelachsen der Durchgangsbohrungen in einer Ebene fluchtend angeordnet sein.It can be arranged in alignment with the center axes of the through holes in a plane.
Eine mögliche Variante der Erfindung kann darin bestehen, dass die Mittelachsen der Durchgangsbohrungen parallel ausgerichtet sind. Da die Mess-Strahlungsquelle
und die Referenz-Strahlungsquelle in unmittelbarer Nähe des Detektorelements angeordnet sind, gelangt trotz der parallelen Strahlausrichtung noch immer ausreichende Intensität reflektierter Strahlung in das Detektorelement.A possible variant of the invention may consist in that the center axes of the through holes are aligned in parallel. As the measuring radiation source and the reference radiation source are arranged in the immediate vicinity of the detector element, despite the parallel beam alignment, sufficient intensity of reflected radiation still reaches the detector element.
Um die Intensität der auf dem Detektorelement eintreffenden, reflektierten Strahlung der Mess- und der Referenz-Strahlungsquelle zu erhöhen, kann es gemäß einer anderen Ausführungsvariante der Erfindung vorteilhaft sein, wenn die optischen Achsen der Mess-Strahlungsquelle und der Referenz-Strahlungsquelle so geneigt sind, dass die auf die Papierbahnoberfläche gerichteten Strahlen auf die Stelle der Papierbahnoberfläche auftreffen, die entlang einer Oberflächennormalen genau dem Detektorelement gegenüberliegt.In order to increase the intensity of the reflected radiation of the measuring and the reference radiation source arriving on the detector element, according to another embodiment variant of the invention, it may be advantageous if the optical axes of the measuring radiation source and the reference radiation source are inclined, in that the jets directed onto the paper web surface impinge on the location of the paper web surface which lies exactly opposite the detector element along a surface normal.
Dabei kann die Mittelachse der Durchgangsbohrung für das Detektorelement normal zur Papierbahnoberfläche orientiert sein und die Mittelachsen der Durchgangsbohrungen für die Mess-Strahlungsquelle und die Referenz- Strahlungsquelle können einen Winkel mit der Mittelachse der Durchgangsbohrung für das Detektorelement einschließen.In this case, the central axis of the through hole for the detector element may be oriented normal to the paper web surface, and the center axes of the through bores for the measuring radiation source and the reference radiation source may enclose an angle with the central axis of the through hole for the detector element.
Als vorteilhaft hat es sich herausgestellt, wenn die Durchbrechungen oder Durchlässe, durch die hindurch die Strahlung aus dem Gehäuse austritt bzw. in dieses wieder eintritt, so gestaltet sind, dass die Druckbeaufschlagung mit Luft oder Gas gegen von außen eindringende Verunreinigungen unmittelbar im Bereich der Durchbrechungen oder Durchlässe erfolgt.It has proven to be advantageous if the apertures or passages, through which the radiation exits or re-enters the housing, are designed so that the pressurization with air or gas against impurities penetrating from the outside directly in the region of the apertures or passages.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung können daher die Durchgangsbohrungen des Halterungselements jeweils zumindest einen seitlichen Einlass für die Druckbeaufschlagung mit Luft oder Gas aufweisen. Damit verhindert ein während des Betriebs ständig strömender Spülmedienstrom das Eindringen von Verunreinigungen oder von Feuchtigkeit und schafft zugleich die Möglichkeit einer Kühlung oder Erwärmung der Mess- und Referenzstrahlungsquellen und des Detektorelements.
Eine einfache Realisierung der seitlichen Einlasse kann dadurch geschaffen werden, dass diese durch, vorzugsweise im rechten Winkel zur Mittelachse der Durchgangsbohrungen verlaufende, Sackbohrungen gebildet sind.According to a further embodiment of the invention, therefore, the through holes of the support member may each have at least one side inlet for pressurization with air or gas. In this way, a flushing medium stream which is constantly flowing during operation prevents the penetration of contaminants or moisture and at the same time creates the possibility of cooling or heating of the measuring and reference radiation sources and of the detector element. A simple realization of the lateral inlets can be created that they are formed by, preferably at right angles to the central axis of the through holes extending blind holes.
In weiterer Ausbildung der Erfindung kann das Gehäuse gas- und druckdicht ausgebildet sein und einen druckdichten Einlass zum Anschluss an eine Druckluftoder Druckgasleitung aufweisen. Der auf diese Weise durch Druckbeaufschlagung im Inneren des Gehäuses entstehende Überdruck verhindert einerseits ein Eindringen von Verunreinigungen in das Gehäuse und zusätzlich erzeugt er eine Luft- oder Gasströmung aus dem Inneren des Gehäuses durch die Durchlässe oder Durchbrechungen hindurch, welche für das Austreten der Mess- und Referenzstrahlung sowie für das Eintreten der von der Papierbahnoberfläche reflektierten Strahlung vorgesehen sind, wodurch eine ständige Reinigung der Mess- und Referenzstrahlungsquellen und des Detektorelements erfolgt, sofern reine Luft oder ein reines Gas angewandt wird.In a further embodiment of the invention, the housing may be formed gas-tight and pressure-tight and have a pressure-tight inlet for connection to a compressed air or compressed gas line. The resulting in this way by pressurization inside the housing pressure prevents on the one hand penetration of impurities in the housing and in addition it generates an air or gas flow from the interior of the housing through the passages or openings therethrough, which for the leakage of the measuring and Reference radiation and for the occurrence of the reflected radiation from the paper web surface are provided, whereby a constant cleaning of the measuring and reference radiation sources and the detector element takes place, if pure air or a pure gas is applied.
Eine weitere Variante der Erfindung kann darin bestehen, dass die Mess- Strahlungsquelle und die Referenz-Strahlungsquelle auf einem gedachten Kreis um das zumindest eine Detektorelement angeordnet sind, wodurch eine günstige Anordnung mehrerer Strahlungsquellen erzielbar ist, wobei die Messung mit der Intensität mehrerer Strahlungsquellen durchgeführt werden kann.A further variant of the invention may consist in that the measuring radiation source and the reference radiation source are arranged on an imaginary circle around the at least one detector element, whereby a favorable arrangement of a plurality of radiation sources can be achieved, the measurement being carried out with the intensity of a plurality of radiation sources can.
Die Druckbeaufschlagung muss nicht innerhalb des Gehäuses erfolgen, in dem die Strahlungsquellen untergebracht sind sondern kann durchaus auch außerhalb desselben geschehen. Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht daher vor, das an der Außenseite des Gehäuses im Bereich der Durchbrechungen oder Durchlässe eine diese überdeckende Abdeckschale vorgesehen ist, die druckdicht mit der Außenseite des Gehäuses verbunden ist, die zusammen mit der Gehäuse- Außenwand einen Hohlraum ausbildet und die Öffnungen aufweist, die fluchtend mit den Durchbrechungen oder Durchlässen verlaufen, wobei die Abdeckschale einen druckdichten Einlass zum Anschluss an die Vorrichtung zur Druckbeaufschlagung mit Luft oder Gas aufweist. Die Abdeckschale überdeckt die in den
Durchbrechungen oder Durchlässen der Gehäusewand angeordnete Mess- Strahlungsquelle, Referenz-Strahlungsquelle und Detektorelement und stellt zugleich die Öffnungen für das in beiden Richtungen hindurch tretende Licht bereit. Im Betrieb wird die unter Druck stehende Luft oder das Gas durch die Abdeckschale und die Öffnungen in der Abdeckschale hindurch nach außen gedrückt und erzeugt dabei die für das Freihalten des Strahlenganges der Mess- und Referenz-Strahlungsquelle sowie des Detektorelements erforderliche zwangsbewegte Luft- oder Gasatmosphäre.The pressurization need not be done within the housing in which the radiation sources are housed but can quite well happen outside of it. A further embodiment of the invention therefore provides that on the outside of the housing in the region of the apertures or passages a cover covering this cover is provided, which is pressure-tightly connected to the outside of the housing, which forms a cavity together with the housing outer wall and the Having openings which are aligned with the apertures or passages, wherein the cover has a pressure-tight inlet for connection to the device for pressurizing with air or gas. The cover covers the in the Through openings or passages of the housing wall arranged measuring radiation source, reference radiation source and detector element and at the same time provides the openings for the light passing in both directions. In operation, the pressurized air or gas is forced outwardly through the cover shell and the openings in the cover shell, thereby creating the forced-moving air or gas atmosphere necessary to keep the beam path of the measurement and reference radiation source and the detector element clear.
Die Strahlungsquellen und das Detektorelement können durch ein zwischengeschaltetes, strahlungsdurchlässiges Element vor Verunreinigungen geschützt sein.The radiation sources and the detector element can be protected from contamination by an interposed, radiation-transmissive element.
Dies kann gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung dadurch verwirklicht sein, dass im Strahlengang der zumindest einen Mess-Strahlungsquelle und/oder der zumindest einen Referenz-Strahlungsquelle und/oder des zumindest einen Detektorelements jeweils eine strahlungsdurchlässige Schutzplatte angeordnet ist.This can be realized according to a further exemplary embodiment of the invention in that a radiation-transmissive protective plate is arranged in each case in the beam path of the at least one measuring radiation source and / or the at least one reference radiation source and / or the at least one detector element.
Um Fremdlichteinwirkungen zu verringern kann die strahlungsdurchlässige Schutzplatte eine Filterplatte sein, die nur in einem festgelegten Spektralbereich strahlungsdurchlässig ist.In order to reduce extraneous light effects, the radiation-permeable protective plate may be a filter plate which is only permeable to radiation in a defined spectral range.
Eine Luft- oder Gasspülung kann dabei die Schutzplatte vor Ablagerungen durch in der Umgebungsatmosphäre vorhandenen Partikeln oder Tröpfchen bewahren, indem ein oder mehrere mit der Vorrichtung zur Druckbeaufschlagung verbundene Gas- oder Lufteinlässe vorgesehen sind, die jeweils an der der zumindest einen Mess-Strahlungsquelle, der zumindest einen Referenz-Strahlungsquelle und des Detektorelements gegenüberliegenden Seite der Schutzplatte angeordnet sind.An air or gas purging can protect the protective plate from deposits by particles or droplets present in the ambient atmosphere, by providing one or more gas or air inlets connected to the device for pressurizing, each at the at least one measuring radiation source at least one reference radiation source and the detector element opposite side of the protective plate are arranged.
Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung kann zumindest eine Wandöffnung in einer Gehäusewand vorgesehen sein, die mit einem nach außen vorstehenden
Rohrstück in Verbindung steht, in welchem die Mess-Strahlungsquelle und/oder die Referenzstrahlungsquelle und/oder das Detektorelement angeordnet ist oder sind, und dass die zumindest eine Wandöffnung mit der Vorrichtung zur Druckbeaufschlagung mit Luft- oder Gas in Verbindung steht, sodass Luft oder Gas durch die zumindest eine Wandöffnung und das Rohrstück hindurch nach außen strömt und dabei die Mess-Strahlungsquelle und/oder die Referenzstrahlungsquelle und/oder das Detektorelement umspült.According to a further embodiment of the invention, at least one wall opening may be provided in a housing wall, which projects with an outwardly projecting Pipe piece is in communication, in which the measuring radiation source and / or the reference radiation source and / or the detector element is or are arranged, and that the at least one wall opening communicates with the device for pressurizing with air or gas, so that air or gas flows through the at least one wall opening and the pipe section through to the outside and thereby flows around the measuring radiation source and / or the reference radiation source and / or the detector element.
Auf diese Weise wird die Luft- oder Gasströmung aus dem Gehäuse nach außen geführt und umströmt dabei die im Rohrstück angeordnete Strahlungsquelle oder den darin angeordneten Detektor.In this way, the air or gas flow is guided out of the housing to the outside and flows around the arranged in the pipe section radiation source or the detector disposed therein.
Es können die Strahlungsquellen und der Detektor auch so angeordnet sein, dass die Spülströmung nicht über die ganze Länge eines rohrförmigen Querschnitts geführt wird, sondern seitlich in ein Rohrstück einmünden gelassen wird.The radiation sources and the detector can also be arranged so that the flushing flow is not guided over the entire length of a tubular cross section, but is allowed to open laterally into a pipe section.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung kann daher darin bestehen, dass die zumindest eine Mess-Strahlungsquelle und/oder die zumindest eine Referenzstrahlungsquelle und/oder das zumindest eine Detektorelement in einem röhrenförmigen Durchlass in einem Abstand zu einer nach außen führenden Öffnung des Durchlasses angeordnet sind, und dass der röhrenförmige Durchlass mit der Vorrichtung zur Druckbeaufschlagung mit Luft- oder Gas in Verbindung steht, sodass Luft oder Gas im Bereich des Strahlenganges der Mess-Strahlungsquelle und/oder der Referenzstrahlungsquelle und/oder des Detektorelements strömt.A further embodiment of the invention may therefore consist in that the at least one measuring radiation source and / or the at least one reference radiation source and / or the at least one detector element are arranged in a tubular passage at a distance to an outwardly opening of the passage, and in that the tubular passage communicates with the device for pressurizing with air or gas, so that air or gas flows in the region of the beam path of the measuring radiation source and / or the reference radiation source and / or the detector element.
Um zumindest einen Teil der in der Luft vorhandenen Schwebeteilchen am direkten Auftreffen an der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu hindern, kann gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung eine Prallplatte vorgesehen sein, welche den Bereich der Strahlungsquellen und des Detektors so abdeckt, dass aus einer bestimmten Richtung kommende Teilchen am Aufprallen im Bereich des Strahlengangs gehindert werden, wodurch ein Absinken der Strahlintensität aufgrund von Teilchen-Ablagerungen an der erfindungsgemäßen Vorrichtung vermieden wird.
Eine besonders gute Wirkung lässt sich erzielen, wenn die Ebene der Prallplatte im wesentlichen parallel zum Strahlengang der Mess-Strahlungsquelle und/oder der Referenzstrahlungsquelle und/oder des Detektorelements verläuft.In order to prevent at least part of the suspended particles present in the air from hitting directly on the device according to the invention, according to a further embodiment of the invention a baffle plate can be provided which covers the area of the radiation sources and the detector such that particles coming from a certain direction be prevented from bouncing in the region of the beam path, whereby a decrease in the beam intensity due to particle deposits on the device according to the invention is avoided. A particularly good effect can be achieved if the plane of the baffle plate extends substantially parallel to the beam path of the measuring radiation source and / or the reference radiation source and / or the detector element.
Weiters kann vorgesehen sein, dass die Mess-Strahlungsquelle und die Referenzstrahlungsquelle und das Detektorelement in einem Gehäuse angeordnet sind, das mit einer Seite an der Prallplatte angebracht ist. Auf diese Weise kann die Ausrichtung des Gehäuses durch die Anbringung an der Prallplatte geschehen, welche zugleich Schutz gegen einen Teil der sich in Richtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung bewegenden Partikel bietet.Furthermore, it can be provided that the measuring radiation source and the reference radiation source and the detector element are arranged in a housing which is attached with one side to the baffle plate. In this way, the alignment of the housing can be done by attachment to the baffle plate, which also provides protection against a part of the moving in the direction of the device according to the invention particles.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele eingehend erläutert. Es zeigt dabeiThe invention will be explained in detail with reference to the embodiments illustrated in the drawings. It shows
Fig.1 eine Seitenansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;1 shows a side view of an embodiment of the device according to the invention;
Fig.2 einen Schnitt AA durch die Ausführungsform gemäß Fig.1 ;2 shows a section AA through the embodiment of Figure 1;
Fig.3 einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen3 shows a section through a further embodiment of the invention
Vorrichtung; Fig.4 einen Schnitt AA durch ein Halterungselement der in Fig.3 gezeigtenContraption; 4 shows a section AA through a support member of the one shown in Figure 3
Vorrichtung;Contraption;
Fig.5 eine Vorderansicht des in Fig.4 gezeigten Halterungselements;Fig. 5 is a front view of the support member shown in Fig. 4;
Fig.6 einen Schnitt BB durch das in Fig.4 gezeigte Halterungselement;6 shows a section BB through the support element shown in Figure 4;
Fig.7 eine schematische teilweise Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;7 shows a schematic partial side view of a further embodiment of the device according to the invention;
Fig.8 einen teilweisen Schnitt BB durch die Vorrichtung gemäß Fig.9;8 shows a partial section BB through the device according to FIG. 9;
Fig.9 eine teilweise Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;9 shows a partial side view of a further embodiment of the device according to the invention;
Fig.10 ein teilweiser Schnitt CC durch die Vorrichtung gemäß Fig. 9. Fig.11 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen10 shows a partial section CC through the device according to FIG. 9. FIG. 11 shows a side view of a further embodiment of the device according to the invention
Vorrichtung;Contraption;
Fig.12 einen Schnitt AA durch die Ausführungsform gemäß Fig.11 ;
Fig.13 einen Schnitt BB durch ein Detail der Ausführungsform gemäß Fig.11 ; Fig.14 ein Detail der Fig.12;12 shows a section AA through the embodiment of Figure 11; FIG. 13 shows a section BB through a detail of the embodiment according to FIG. 11; Fig.14 is a detail of Fig.12;
Fig.15 einen Schnitt durch ein Detail einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung; Fig.16 einen Schnitt durch ein Detail einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung und15 shows a section through a detail of a further embodiment of the device according to the invention; 16 shows a section through a detail of a further embodiment of the device according to the invention and
Fig.17 einen Schrägriss einer Befestigungsanordnung einer Ausführungsform der Erfindung.17 shows an oblique view of a fastening arrangement of an embodiment of the invention.
Fig.1 und Fig.2 zeigen eine Vorrichtung zur Detektion des Abrisses einer sich bewegenden Papierbahn 1 , die in einem zweiteiligen kastenförmigen Gehäuse 15 aufgenommen ist. Unter Papierbahn wird dabei z.B. eine bei der Papierproduktion entstehende Faserstoffbahn verstanden.1 and 2 show a device for detecting the tear of a moving paper web 1, which is received in a two-part box-shaped housing 15. Under paper web is thereby e.g. understood a resulting in paper production fibrous web.
Die Signal- und Steuerungseinrichtungen sind dabei der Einfachheit halber nicht dargestellt. Über einen Kabelanschluss 90 erfolgen die elektrische Energieversorgung und die Signal- und/oder Datenübertragung zu einer nicht dargestellten zentralen Einheit.The signal and control devices are not shown for the sake of simplicity. Via a cable connection 90, the electrical power supply and the signal and / or data transmission to a central unit, not shown.
In einer Durchbrechung einer Wand 18 der unteren Hälfte des Gehäuses 15 ist ein Halterungselement 31 gas- und druckdicht eingelassen, das mit Schrauben 39 fixiert ist. Im Halterungselement 31 sind eine als Mess-Strahlungsquelle 2 bezeichnete Strahlungsquelle und eine Referenz-Strahlungsquelle 4 so gehalten, dass sie auf eine Papierbahnoberfläche 10 der Papierbahn 1 gerichtet sind. Weiters ist vom Halterungselement 31 ein Detektorelement 3 zur Messung der Intensität der von der Papierbahnoberfläche zurückreflektierten Strahlung gehalten. Die Mess- Strahlungsquelle 2 und das Detektorelement 3 sind gegenüber der Papierbahn 1 in Reflexionsstellung angeordnet, d.h. die Anordnung ist so gewählt, dass die von der Strahlungsquelle 2 ausgesandte Strahlung von der Papierbahnoberfläche in das Detektorelement 3 zurückreflektiert oder -gestreut wird.
Erfindungsgemäß sendet die Mess-Strahlungsquelle 2 eine Wellenlänge aus, für welche zumindest ein Inhaltsstoff der Papierbahn 1 eine starke Absorption aufweist, Der elektrische Ausgang des Detektorelements 3 ist mit dem Eingang einer nicht dargestellten Komparatorvorrichtung verbunden, welche bei Überschreiten eines Schwellwerts der vom Detektorelement 3 gemessenen Intensität ein Papierbahnabriss-Signal erzeugt.In an opening of a wall 18 of the lower half of the housing 15, a support member 31 is gas and pressure sealed, which is fixed with screws 39. In the support member 31, a radiation source designated as a measurement radiation source 2 and a reference radiation source 4 are held so as to be directed to a paper web surface 10 of the paper web 1. Furthermore, the holder element 31 holds a detector element 3 for measuring the intensity of the radiation reflected back from the paper web surface. The measuring radiation source 2 and the detector element 3 are arranged opposite the paper web 1 in the reflection position, ie the arrangement is chosen so that the radiation emitted by the radiation source 2 is reflected back or scattered from the paper web surface into the detector element 3. According to the invention, the measuring radiation source 2 emits a wavelength for which at least one constituent of the paper web 1 has a strong absorption. The electrical output of the detector element 3 is connected to the input of a comparator device (not shown) which exceeds a threshold value measured by the detector element 3 Intensity generates a paper web tear signal.
Dieses Papierbahnabriss-Signal kann in verschiedenster Weise weiterverarbeitet werden, z.B. als Signal zum Anhalten der Papiermaschine.This paper web tear-off signal can be further processed in a variety of ways, e.g. as a signal to stop the paper machine.
Der Inhaltsstoff der Papierbahn 1 kann z.B. Wasser sein, wobei die Wellenlänge der Strahlungsquelle entsprechend der für die Absorption verantwortlichen Banden 1450 nm oder 1940 nm beträgt.The ingredient of the paper web 1 may e.g. Be water, wherein the wavelength of the radiation source according to the responsible for the absorption bands is 1450 nm or 1940 nm.
Weiters kann die Absorption von Zellulose bei 2080 nm als Wellenlänge der Strahlungsquelle für die Zwecke der Abrissdetektion herangezogen werden.Furthermore, the absorption of cellulose at 2080 nm can be used as the wavelength of the radiation source for the purpose of demolition detection.
Die auf den Inhaltsstoff Lignin abgestimmte Wellenlänge wäre z.B. 850 nm und könnte ebenfalls für die Strahlungsquelle verwendet werden. Weitere für die Absorption von Wellenlängen verantwortliche Inhaltsstoffe können entsprechend für die Detektion eines Papierbahnrisses Anwendung finden.The wavelength tuned to the ingredient lignin would be e.g. 850 nm and could also be used for the radiation source. Other ingredients responsible for absorption of wavelengths may find application for the detection of a paper web tear.
Während die Mess-Strahlungsquelle 2 die einer Absorptionslinie entsprechende oder annähernd entsprechende Wellenlänge aussendet, sendet die Referenz- Strahlungsquelle 4 eine Wellenlänge aus, die keine Absorption durch Papierbahninhaltsstoffe erleidet. Dadurch können die durch die Papierbahnbewegung hervorgerufenen Intensitätsschwankungen imWhile the measuring radiation source 2 emits the wavelength corresponding to an absorption line or approximately the corresponding wavelength, the reference radiation source 4 emits a wavelength which does not suffer from absorption by paper web ingredients. As a result, caused by the paper web movement intensity fluctuations in
Detektorelement 3 ausgeglichen werden. Grundsätzlich kann die Abrissdetektion aber auch ohne Referenz-Strahlungsquelle 4 erfolgen.Detector element 3 are balanced. In principle, however, the demolition detection can also take place without reference radiation source 4.
Die Mess-Strahlungsquelle 2, die Referenz-Strahlungsquelle 4 und das Detektorelement 3 sind während des Messvorgangs unmittelbar der
Papierbahnoberfläche 10 gegenüberliegend angeordnet. Weiters ist eine nicht dargestellte Vorrichtung zur Druckbeaufschlagung mit Luft oder Gas vorgesehen, die im Bereich des Strahlenganges jeweils zwischen der Austrittsfläche der Mess- Strahlungsquelle 2 und der Papierbahnoberfläche 10, zwischen der Referenz- Strahlungsquelle 4 und der Papierbahnoberfläche 10 sowie zwischen der Papierbahnoberfläche 10 und der Eintrittsfläche des Detektorelements 3 eine zwangsbewegte Luft- oder Gasatmosphäre (Pfeile 55) erzeugt, die das Verlegen oder Beeinträchtigen der Mess-Strahlungsquelle 2, der Referenz-Strahlungsquelle 4 und des Detektorelements 3 durch Verunreinigungen, Feuchtigkeit od. dgl. verhindert.The measuring radiation source 2, the reference radiation source 4 and the detector element 3 are directly during the measuring process Paper web surface 10 is arranged opposite. Furthermore, a device, not shown, for pressurizing with air or gas is provided, which in the region of the beam path in each case between the exit surface of the measuring radiation source 2 and the paper web surface 10, between the reference radiation source 4 and the paper web surface 10 and between the paper web surface 10 and the Entry surface of the detector element 3 generates a forced air or gas atmosphere (arrows 55), the od or misalignment of the measuring radiation source 2, the reference radiation source 4 and the detector element 3 by impurities, moisture. Like. Prevented.
Vorzugsweise sind die Mess-Strahlungsquelle 2 und die Referenz-Strahlungsquelle 4 jeweils durch eine Lumineszenzdiode gebildet und die von der Mess- Strahlungsquelle 2 und der Referenz-Strahlungsquelle 4 ausgesandten Strahlen sind unkollimiert. Die von der Mess-Strahlungsquelle 2 und der Referenz- Strahlungsquelle 4 ausgestrahlten Wellenlängen liegen in einem Bereich von ca. 1000 nm bis 2000 nm. Vorzugsweise liegt die Wellenlänge der Mess- Strahlungsquelle 2 bei 1450 nm oder 1940 nm, bei der die Strahlung von Wasser gut absorbiert wird, und die Wellenlänge der Referenz-Strahlungsquelle 4 bei einem von der IR-Absorptionslinie von Wasser deutlichen unterschiedlichen Wert von z.B. 1300 nm. Das Detektionselement 3 misst die Intensität der. von der Papierbahnoberfläche 10 reflektierten elektromagnetischen Strahlung. Aus dem Verhältnis der Intensitäten bei der Referenzwellenlänge und bei der Messwellenlänge wird unter Zugrundlegung von Kalibrierdurchläufen ein Schwellenwert für den Abriss der zu überwachenden Papierbahn 1 berechnet. Die Mess-Strahlungsquelle 2 und die Referenz-Strahlungsquelle 4 können ihre Strahlung kontinuierlich abgeben oder in Form von Pulsen, die entsprechend verarbeitet werden können. Strahlungspulse haben den Vorteil der geringeren Störbeeinflussung durch andere Strahlungsquellen.Preferably, the measuring radiation source 2 and the reference radiation source 4 are each formed by a light-emitting diode, and the beams emitted by the measuring radiation source 2 and the reference radiation source 4 are uncollimated. The wavelengths emitted by the measuring radiation source 2 and the reference radiation source 4 are in a range from approximately 1000 nm to 2000 nm. The wavelength of the measuring radiation source 2 is preferably 1450 nm or 1940 nm, at which the radiation of water is well absorbed, and the wavelength of the reference radiation source 4 at a distinct from the IR absorption line of water different value of eg 1300 nm. The detection element 3 measures the intensity of the. from the paper web surface 10 reflected electromagnetic radiation. Based on the ratio of the intensities at the reference wavelength and at the measurement wavelength, a threshold for the demolition of the paper web 1 to be monitored is calculated on the basis of calibration runs. The measuring radiation source 2 and the reference radiation source 4 can emit their radiation continuously or in the form of pulses, which can be processed accordingly. Radiation pulses have the advantage of less interference from other radiation sources.
Das Detektionselement 3 ist eine Fotodiode oder ein Fototransistor, kann aber auch durch ein anderes gleichwertiges Element gebildet sein.
Die Papierbahn 1 wird gegenüber der Mess-Strahlungsquelle 2, der Referenz- Strahlungsquelle 4 und dem Detektorelement 3 in einem konstanten Abstand vorbeibewegt.The detection element 3 is a photodiode or a phototransistor, but may also be formed by another equivalent element. The paper web 1 is moved past the measuring radiation source 2, the reference radiation source 4 and the detector element 3 at a constant distance.
Im Halterungselement 31 sind parallele, durch die Wand 18 hindurchführende Durchgangsbohrungen 41 , 42 und 43 ausgenommen, an deren innerhalb des Gehäuses 15 gelegenen Enden die Mess-Strahlungsquelle 2, das Detektorelement 3 und die Referenz-Strahlungsquelle 4 mit ihren optischen Achsen entlang der Mittelachsen 21 , 22 und 23 verlaufend eingesetzt sind, und deren entgegengesetzte Enden bei Verwendung auf die Papierbahnoberfläche 10 gerichtet sind. Zur geeigneten Aufnahme der Mess-Strahlungsquelle 2, des Detektorelements 3 und der Referenz-Strahlungsquelle 4 sind entsprechende Aufnahmebohrungen 81 , 82, 83 am inneren Ende der Durchgangsbohrungen 41 , 42 und 43 vorgesehen, wie sie für das Ausführungsbeispiel gemäß Fig.3 in Fig.4 im Detail gezeigt sind.In the support member 31 are parallel, passing through the wall 18 through holes 41, 42 and 43 except at their located within the housing 15 ends the measuring radiation source 2, the detector element 3 and the reference radiation source 4 with their optical axes along the central axes 21st , 22 and 23 are used, and their opposite ends are directed to the paper web surface 10 in use. For suitable reception of the measuring radiation source 2, the detector element 3 and the reference radiation source 4, corresponding receiving bores 81, 82, 83 are provided at the inner end of the through bores 41, 42 and 43, as described for the exemplary embodiment according to FIG. 4 are shown in detail.
Wie aus Fig.2 ersichtlich sind dadurch die von der Mess-Strahlungsquelle 2 und der Referenz-Strahlungsquelle 4 entlang der Mittelachsen 21 , 22 ausgesandten Strahlen, die durch die Durchgangsbohrungen 41 , 43 austreten sowohl zueinander als auch zu dem von der Papierbahnoberfläche 10 entlang der Mittelachse 23 reflektierten Strahl, der durch die Durchgangsbohrung 42 eintritt und vom Detektorelement 3 empfangen wird, parallel.As can be seen from FIG. 2, the beams emitted by the measuring radiation source 2 and the reference radiation source 4 along the central axes 21, 22 emerge through the through-holes 41, 43 both to one another and to that from the paper web surface 10 along the Center axis 23 reflected beam, which enters through the through hole 42 and is received by the detector element 3, in parallel.
Weiters sind gemäß Fig.1 die Mittelachsen 21 , 23, 22 der Durchgangsbohrungen 41 , 42, 43 in einer Ebene fluchtend angeordnet. Die Art der Anordnung und die Anzahl der verwendeten Mess-Strahlungsquellen, Referenz-Strahlungsquellen und der Detektorelemente sind im Rahmen der Erfindung jedoch keineswegs eingeschränkt.1, the central axes 21, 23, 22 of the through holes 41, 42, 43 are arranged in alignment in one plane. However, the type of arrangement and the number of measuring radiation sources used, reference radiation sources and the detector elements are by no means limited within the scope of the invention.
Die Länge der Durchgangsbohrungen 41 , 42, 43 beträgt vorzugsweise ungefähr das Dreifache des Innendurchmessers, wodurch sich ein guter Schutz gegen Streulichtquellen erzielen lässt.
Die Halterung der Mess- und Referenz-Strahlungsquelle 2, 4 und des Detektorelements 3 können auch auf andere Weise erfolgen, so könnte etwa nur ein einziger Durchläse für alle drei Elemente vorgesehen sein.The length of the through holes 41, 42, 43 is preferably about three times the inner diameter, whereby a good protection against stray light sources can be achieved. The holder of the measuring and reference radiation source 2, 4 and the detector element 3 can also be done in other ways, so could be provided for all three elements, for example, only a single Durchläse.
Im Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 3 bis 6 sind die Mess-Strahlungsquelle 2, die Referenz-Strahlungsquelle 4 und das Detektorelement 3 so orientiert, dass die auf die Papierbahnoberfläche 10 entlang der Mittelachsen 21 , 22 auftreffenden Strahlen sich ungefähr in einem Punkt treffen, der genau im Verlauf einer Normalen zum Detektorelement 3 liegt und somit an jener Stelle, von wo aus der senkrecht von der Papierbahnoberfläche 10 entlang der Mittelachse 23 zurückreflektierte Strahl in das Detektorelement 3 eintritt.In the exemplary embodiment according to FIGS. 3 to 6, the measuring radiation source 2, the reference radiation source 4 and the detector element 3 are oriented such that the rays impinging on the paper web surface 10 along the central axes 21, 22 meet approximately at a point which exactly coincides is located in the course of a normal to the detector element 3 and thus at that point, from where the beam reflected back from the paper web surface 10 along the central axis 23 beam enters the detector element 3.
Um dies zu erreichen ist die Mittelachse der Durchgangsbohrung 42 für das Detektorelement 3 normal zur Papierbahnoberfläche 10 orientiert und die Mittelachsen 21 , 22 der Durchgangsbohrungen 41 , 43 für die Mess-Strahlungsquelle 2 und die Referenz-Strahlungsquelle 4 schließen einen Winkel α von 7° mit der Mittelachse 23 der Durchgangsbohrung 42 für das Detektorelement 3 ein.To achieve this, the central axis of the through hole 42 for the detector element 3 is oriented normal to the paper web surface 10 and the center axes 21, 22 of the through holes 41, 43 for the measuring radiation source 2 and the reference radiation source 4 include an angle α of 7 ° the central axis 23 of the through hole 42 for the detector element 3 a.
Wie in Fig.4 und Fig.6 gezeigt weisen die Durchgangsbohrungen 41 , 42, 43 des Halterungselements 31' jeweils zumindest einen seitlichen Einlass 71 , 72, 73 für die Druckbeaufschlagung mit Luft oder Gas auf, die durch, vorzugsweise . im rechten Winkel zur Mittelachse der Durchgangsbohrungen 41 , 42, 43 verlaufende, Sackbohrungen gebildet sind. Diese seitlichen Einlasse sind im Ausführungsbeispiel gemäß Fig.1 und 2 nicht detailliert gezeigt dort aber auch vorhanden.As shown in Fig.4 and Fig.6, the through-holes 41, 42, 43 of the support member 31 'each have at least one side inlet 71, 72, 73 for pressurizing with air or gas passing through, preferably. at right angles to the central axis of the through holes 41, 42, 43 extending, blind holes are formed. These lateral inlets are not shown in detail in the embodiment of Figures 1 and 2 there but also available.
Die Druckbeaufschlagung mit Luft oder Gas erfolgt, indem das Gehäuse 15 gasdicht ausgebildet ist und einen druckdichten Einlass 91 zum Anschluss an eine Druckluftoder Druckgasleitung aufweist, welche die Vorrichtung zur Druckbeaufschlagung darstellt. Bei Einspeisen von Druckluft entsteht im Inneren des Gehäuses 15 gegenüber der Umgebung ein Überdruck, der ein Entweichen der Luft oder des Gases aus dem Inneren des Gehäuses 15 über die für den Durchtritt der Strahlen und für die Ausbildung des Strahlengangs erforderlichen Öffnungen, und zwar über
die seitlichen Einlasse 71 , 72, 73 und die drei Durchgangsbohrungen 41 , 42, 43 in die Umgebung zur Folge hat. Die Luft oder das Gas, die bzw. das auf diese Weise nach außen gelangt weist vorzugsweise eine hohe Reinheit auf, wodurch die Durchgangsbohrungen 41 , 42, 43 aufgrund des ständigen Spülstroms von Verunreinigungen oder Feuchtigkeit freigehalten werden können. Über die Temperaturregelung der einströmenden Luft bzw. eines solchen Gases kann Kühlung oder Erwärmung erzielt werden, wenn Abwärme abgeführt oder Kondensation bzw. Keimbildung vermieden werden soll.The pressurization with air or gas is carried out by the housing 15 is gas-tight and has a pressure-tight inlet 91 for connection to a compressed air or compressed gas line, which is the device for pressurizing. When feeding compressed air produced in the interior of the housing 15 with respect to the environment, an overpressure, the escape of air or gas from the interior of the housing 15 through the necessary for the passage of the rays and for the formation of the beam path openings, via the lateral inlets 71, 72, 73 and the three through holes 41, 42, 43 in the environment result. The air or gas that escapes outwardly in this way preferably has a high purity, whereby the through-holes 41, 42, 43 can be kept free of contaminants or moisture due to the constant purge flow. By controlling the temperature of the incoming air or such a gas cooling or heating can be achieved when dissipated waste heat or condensation or nucleation should be avoided.
In explosionsgefährdeten Umgebungen kann als Spülgas ein Inertgas, wie z.B. Stickstoff oder Kohlendioxid verwendet werden.In explosive environments, an inert gas such as purge gas may be used as purge gas. Nitrogen or carbon dioxide can be used.
Fig.7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem anstelle einer linearen Anordnung zwei Mess-Strahlungsquellen 2 und zwei Referenz-Strahlungsquellen 4 auf einem gedachten Kreis um das Detektorelement 3 angeordnet sind. Diese Anordnung kann hinsichtlich der Anzahl und der Reihenfolge der Mess- Strahlungsquellen 2 und der Referenz-Strahlungsquellen 4 beliebig variiert werden und ermöglicht eine Erhöhung der auf das Messobjekt 1 einwirkenden Strahlung.7 shows a further exemplary embodiment in which, instead of a linear arrangement, two measuring radiation sources 2 and two reference radiation sources 4 are arranged on an imaginary circle around the detector element 3. This arrangement can be varied as desired with regard to the number and the order of the measuring radiation sources 2 and the reference radiation sources 4 and makes it possible to increase the radiation acting on the measuring object 1.
Um die Anzahl der Durchbrechungen oder Durchlässe im Gehäuse 15 zu minimieren können die Mess-Strahlungsquelle 2 und die Referenz-Strahlungsquelle 4 in einem gemeinsamen LED-Gehäuse integriert sein. Sehr vorteilhaft haben sich dabei Zweifach- oder Dreifach-LED erwiesen, die ein LED-Gehäuse mit einer entsprechenden Anzahl von pn-Übergängen mit unterschiedlichen Wellenlängen aufweisen. Eine Dreifach-LED kann z.B. LED mit den Wellenlängen 1300 nm, 1450 nm und 1500 nm in einem gemeinsamen LED-Gehäuse beinhalten. Es ist daher z.B. möglich, mit nur zwei Durchbrechungen im Gehäuse 15 für die Mess- Strahlungsquelle 2, die Referenz-Strahlungsquelle 4 und das Detektorelement 3 die erfindungsgemäße Vorrichtung zu realisieren. Bei nur zwei Durchbrechungen wird auch eine geringe Luft- oder Gasmenge im Zusammenhang mit der Druckbeaufschlagung benötigt. Mit den Mehrfach-LED ist eine Erhöhung der abgestrahlten Intensität bei gleich bleibender Anzahl von Durchbrechungen möglich,
weil z.B. bei drei Durchbrechungen zwei davon mit Mehrfach-LED und eine mit einem Detektorelement bestückt sein können, sodass die beiden Mehrfach-LED einerseits jeweils gleichzeitig die Messstrahlung und andererseits jeweils gleichzeitig die Referenzstrahlung aussenden können, wodurch sich eine Verdopplung der ausgesandten Intensität gegenüber der Anordnung mit Einfach-LED erzielen lässt.In order to minimize the number of openings or passages in the housing 15, the measuring radiation source 2 and the reference radiation source 4 can be integrated in a common LED housing. Double or triple LEDs have proved to be very advantageous, having an LED housing with a corresponding number of pn junctions with different wavelengths. A triple LED can, for example, include LED with the wavelengths 1300 nm, 1450 nm and 1500 nm in a common LED housing. It is therefore possible, for example, to realize the device according to the invention with only two openings in the housing 15 for the measuring radiation source 2, the reference radiation source 4 and the detector element 3. With only two openings and a small amount of air or gas is required in connection with the pressurization. With the multiple LED an increase in the radiated intensity is possible with a constant number of openings, because, for example, with three openings two of them can be equipped with multiple LED and one with a detector element, so that the two multi-LED on the one hand at the same time both the measuring radiation and on the other hand simultaneously emit the reference radiation, resulting in a doubling of the emitted intensity with respect to the arrangement achieves with single LED.
Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8, 9 und 10 ist an der Außenseite des Gehäuses 15 im Bereich der Durchbrechungen für die Mess- und Referenz-Strahlungsquelle 2, 4 sowie dem Detektorelement 3 eine diese überdeckende Abdeckschale 80 vorgesehen, die gas- und druckdicht mit der Außenseite des Gehäuses 15 verbunden ist.In the exemplary embodiment according to FIGS. 8, 9 and 10, a cover shell 80 which overlaps the cover 15 for covering the measuring and reference radiation sources 2, 4 and the detector element 3 is provided on the outside of the housing 15 Outside of the housing 15 is connected.
Die Abdeckschale 80 bildet dabei zusammen mit der Gehäuse-Außenwand einen Hohlraum aus und weist Öffnungen 86, 87, 88 auf, die fluchtend mit den Durchbrechungen verlaufen, in welche die Mess-Strahlungsquelle 2, die Referenz- Strahlungsquelle 4 und das Detektorelement 3 so eingesetzt sind, dass deren Mittelachsen 21 , 22 und 23 bzw. optische Achsen fluchtend mit den Öffnungen 86, 87, 88 ausgerichtet sind und die austretende bzw. zurückreflektierte Strahlung durch diese Öffnungen 86, 87, 88 in der Abdeckschale 80 hindurchtreten können. Die Öffnungen 86, 87, 88 sind in der gezeigten Ausführungsform im Querschnitt kreisförmig, können aber jede andere Form aufweisen, sie können z.B. auch durch einen einzigen Schlitz entsprechender Größe ersetzt werden.The cover shell 80 forms, together with the housing outer wall, a cavity and has openings 86, 87, 88 which run in alignment with the openings into which the measurement radiation source 2, the reference radiation source 4 and the detector element 3 are inserted are that their central axes 21, 22 and 23 or optical axes aligned with the openings 86, 87, 88 are aligned and the emerging or reflected back radiation can pass through these openings 86, 87, 88 in the cover 80. The apertures 86, 87, 88 are circular in cross-section in the illustrated embodiment, but may be of any other shape, e.g. be replaced by a single slot of appropriate size.
Die Mess-Strahlungsquelle 2, die Referenz-Strahlungsquelle 4 sind als LED und das Detektorelement 3 als Photodiode vorgesehen, die anschlussseitig auf einer Leiterplatte 97 im Inneren des Gehäuses angeordnet sind.The measuring radiation source 2, the reference radiation source 4 are provided as LEDs and the detector element 3 as a photodiode, which are arranged on the terminal side on a printed circuit board 97 in the interior of the housing.
Seitlich weist die Abdeckschale 80 einen druckdichten Einlass 91' zum Anschluss an die Vorrichtung zur Druckbeaufschlagung mit Luft oder Gas auf. Im Betrieb hält die aufgrund des in der Abdeckschale 80 erzeugten Überdrucks aus den Öffnungen 86, 87 und 88 austretende Luft bzw. Gas die Mess- und Referenz-Strahlungsquellen 2, 4 sowie das Detektorelement 3 frei von Ablagerungen oder Verschmutzungen.
Fig.11 , 12, 13 und 14 zeigen ein Ausführungsbeispiel bei dem im Strahlengang der Mess-Strahlungsquelle 2 und der Referenz-Strahlungsquelle 4 und des Detektorelements 3 jeweils eine strahlungsdurchlässige Schutzplatte 85, 86, 87 z.B. aus Quarzglas angeordnet ist, um einen Schutz gegen mechanische Einwirkungen von außen zu erzielen zugleich aber ungehindertes Hindurchlassen der ausgesandten Mess- und Referenzstrahlung sowie der zurückreflektierten Strahlung, die in das Detektorelement eintritt, zu gewährleisten. In Fig.12 ist eine Platine 120 für nicht dargestellte Steuereinheiten gezeigt.Laterally, the cover shell 80 has a pressure-tight inlet 91 'for connection to the device for pressurizing with air or gas. During operation, the air or gas emerging from the openings 86, 87 and 88 due to the overpressure generated in the cover shell 80 keeps the measuring and reference radiation sources 2, 4 and the detector element 3 free of deposits or contamination. 11, 12, 13 and 14 show an embodiment in which in the beam path of the measuring radiation source 2 and the reference radiation source 4 and the detector element 3 each have a radiation-transparent protective plate 85, 86, 87, for example made of quartz glass, to provide protection against To achieve mechanical effects from the outside but at the same time unhindered passage of the emitted measurement and reference radiation and the back-reflected radiation entering the detector element to ensure. In Fig.12 a circuit board 120 is shown for control units, not shown.
Die strahlungsdurchlässigen Schutzplatten 85, 86, 87 können aber auch als Filterplatten ausgeführt sein, die nur in einem festgelegten Spektralbereich strahlungsdurchlässig sind, um Fremdlichtwirkung herabzusetzen.The radiation-permeable protective plates 85, 86, 87 can also be designed as filter plates, which are radiation-permeable only in a fixed spectral range in order to reduce extraneous light effect.
Fig.13 zeigt im Detail einen Gas- oder Luftkanal 77, der an seinem einen Ende mit der Vorrichtung zur Druckbeaufschlagung in Verbindung steht und an seinem anderen Ende einen Gas- oder Lufteinlass 78 ausbildet, der an der der Referenz- Strahlungsquelle 4 gegenüberliegenden Seite der Schutzplatte 87 angeordnet ist und seitlich in die nach außen führende Durchgangsbohrung mündet, die an ihrem gehäuseinnenseitigen Ende die Strahlungsquelle 4 aufnimmt. In gleicher Weise sind weitere, nicht dargestellte Gas- oder Lufteinlässe für die Messtrahlungsquelle 2 und das Detektorelement 3 vorgesehen. Die Spülung mit Gas oder Luft geschieht somit auf der von den Strahlungsquellen 2, 4 bzw. dem Detektor 3 abgewandten Seite der Schutzplatten 85, 86, 87.13 shows in detail a gas or air channel 77, which communicates at its one end with the device for pressurizing and at its other end a gas or air inlet 78 is formed, which at the reference radiation source 4 opposite side of Guard plate 87 is arranged and opens laterally into the outgoing through hole, which receives the radiation source 4 at its housing-side end. In the same way, further, not shown gas or air inlets for the measuring radiation source 2 and the detector element 3 are provided. The flushing with gas or air thus occurs on the side facing away from the radiation sources 2, 4 and the detector 3 side of the protective plates 85, 86, 87th
Fig.15 zeigt ein Detail eines weiteren Ausführungsbeispiels, bei dem eine Wandöffnung 190 in einer Gehäusewand 110 vorgesehen ist, die mit einem nach außen vorstehenden Rohrstück 130 in Verbindung steht.15 shows a detail of a further embodiment in which a wall opening 190 is provided in a housing wall 110, which communicates with an outwardly projecting pipe section 130.
Im Inneren des Rohrstücks 130 ist die Mess-Strahlungsquelle 2 angeordnet ist, die von einer Haltescheibe 180 mit Löchern 170 gehalten ist. Die Wandöffnung 190 steht mit der Vorrichtung zur Druckbeaufschlagung z.B. über einen nicht
dargestellten Gehäuse-Hohlraum in Verbindung, sodass Luft oder Gas durch die Wandöffnung 190, das Rohrstück 130 und die Löcher 170 hindurch nach außen strömt (durch Pfeile angedeutet) und dabei die Mess-Strahlungsquelle 2 umspült. Analog kann diese Anordnung für die Referenz-Strahlungsquelle und das Detektorelement verwendet werden.Inside the tube piece 130, the measuring radiation source 2 is arranged, which is held by a retaining disk 180 with holes 170. The wall opening 190 is not connected to the device for pressurizing eg via a shown housing cavity in communication so that air or gas flows through the wall opening 190, the pipe section 130 and the holes 170 through outwardly (indicated by arrows) and thereby the measuring radiation source 2 flows around. Analogously, this arrangement can be used for the reference radiation source and the detector element.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig.16 im Detail gezeigt, bei dem die Mess-Strahlungsquelle 2 in einem röhrenförmigen Durchlass 160 in einem Abstand zu einer nach außen führenden Öffnung 161 des Durchlasses 160 angeordnet ist. Der röhrenförmige Durchlass 160 steht über seitliche Einlasse 72 mit der Vorrichtung zur Druckbeaufschlagung mit Luft- oder Gas in Verbindung, sodass Luft oder Gas im Bereich des Strahlenganges der Mess-Strahlungsquelle 2 strömt. Anstelle der Mess-Strahlungsquelle 2 kann die Referenz-Strahlungsquelle oder das Detektorelement angeordnet sein.A further embodiment of the invention is shown in detail in FIG. 16, in which the measuring radiation source 2 is arranged in a tubular passage 160 at a distance from an outwardly leading opening 161 of the passage 160. The tubular passage 160 communicates via lateral inlets 72 with the device for pressurizing with air or gas, so that air or gas flows in the region of the beam path of the measuring radiation source 2. Instead of the measuring radiation source 2, the reference radiation source or the detector element can be arranged.
Fig.17 zeigt eine Anordnung einer in einem Gehäuse 210 untergebrachten erfindungsgemäßen Vorrichtung im Bereich einer Papierherstellungsanlage. Zum Schutz gegen die direkte Einwirkung von bei der Produktion auftretenden Schwebeteilchen ist eine die eine Gehäuseseite überdeckende Prallplatte 200 vorgesehen, die über ein Gestänge 220 in Position gehalten ist.FIG. 17 shows an arrangement of a device according to the invention accommodated in a housing 210 in the area of a papermaking plant. To protect against the direct action of suspended particles occurring during production, a baffle plate 200 covering one side of the housing is provided, which is held in position via a linkage 220.
Die Ebene der Prallplatte 200 verläuft im wesentlichen parallel zum Strahlengang der Strahlen 21 , 22, 23, die aus der Mess- und Referenzstrahlungsquelle austreten und in das Detektorelement eintreten, die im Gehäuse 210 untergebracht sind. Das Gehäuse 210 ist mit einer Seite an der Prallplatte 200 angebracht.
The plane of the baffle plate 200 extends substantially parallel to the beam path of the beams 21, 22, 23, which emerge from the measurement and reference radiation source and enter the detector element, which are housed in the housing 210. The housing 210 is attached to the baffle 200 with one side.
Claims
1. Vorrichtung zur Detektion des Abrisses einer Papierbahn (10) mit zumindest einer Strahlungsquelle (2) und zumindest einem Detektorelement (3), die gegenüber der Papierbahn (1) in Reflexionsstellung angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Strahlungsquelle (2) eine Wellenlänge aussendet, für welche zumindest ein Inhaltsstoff der Papierbahn (1) eine starke Absorption aufweist, und dass der Ausgang des Detektorelements (3) mit dem Eingang einer Komparatorvorrichtung verbunden ist, welche bei Überschreiten eines Schwellwerts der vom Detektorelement (3) gemessenen Intensität ein Papierbahnabriss-Signal erzeugt.1. An apparatus for detecting the tear of a paper web (10) with at least one radiation source (2) and at least one detector element (3) which are arranged opposite the paper web (1) in the reflection position, characterized in that the at least one radiation source (2) emits a wavelength for which at least one ingredient of the paper web (1) has a strong absorption, and that the output of the detector element (3) is connected to the input of a comparator device which, when a threshold value of the intensity measured by the detector element (3) is exceeded Paper web break signal generated.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Inhaltsstoff Wasser, ist, und dass die Wellenlänge der zumindest einen Strahlungsquelle 1450 nm oder 1940 nm beträgt.2. Device according to claim 1, characterized in that the ingredient is water, and that the wavelength of the at least one radiation source is 1450 nm or 1940 nm.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Inhaltsstoff Zellulose ist, und dass die Wellenlänge der zumindest einen Strahlungsquelle 2080 nm beträgt.3. Device according to claim 1, characterized in that the ingredient is cellulose, and that the wavelength of the at least one radiation source is 2080 nm.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Strahlungsquelle durch eine Mess-Strahlungsquelle (2) gebildet ist, und dass zusätzlich eine Referenz-Strahlungsquelle (4) vorgesehen ist, die eine Wellenlänge aussendet, die keine Absorption durch Papierbahninhaltsstoffe erleidet.4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the at least one radiation source is formed by a measuring radiation source (2), and that in addition a reference radiation source (4) is provided which emits a wavelength, the no Absorption by paper web ingredients suffers.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung die Mess-Strahlungsquelle (2), die Referenz-Strahlungsquelle (4) und das Detektorelement (3) unmittelbar der Papierbahnoberfläche (1) gegenüberliegend angeordnet sind.5. Apparatus according to claim 4, characterized in that when using the measuring radiation source (2), the reference radiation source (4) and the detector element (3) directly opposite the paper web surface (1) are arranged.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung zur Druckbeaufschlagung mit Luft- oder Gas vorgesehen ist, mit der im Bereich des Strahlenganges jeweils zwischen der Mess-Strahlungsquelle (2) und der Papierbahnoberfläche (10), zwischen der Referenz-Strahlungsquelle (4) und der Papierbahnoberfläche (10) sowie zwischen der Papierbahnoberfläche (10) und dem Detektorelement (3) eine zwangsbewegte Luft- oder Gasatmosphäre erzeugbar ist.6. Apparatus according to claim 4 or 5, characterized in that a device for pressurizing with air or gas is provided, with the in the region of the beam path respectively between the measuring radiation source (2) and the paper web surface (10), between the reference Radiation source (4) and the paper web surface (10) and between the paper web surface (10) and the detector element (3) a forced-moving air or gas atmosphere can be generated.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Strahlungsquelle bzw. die Mess- Strahlungsquelle (2) und die Referenz-Strahlungsquelle (4) jeweils durch eine Lumineszenzdiode gebildet sind.7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one radiation source or the measuring radiation source (2) and the reference radiation source (4) are each formed by a light-emitting diode.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mess-Strahlungsquelle (2) und die Referenz- Strahlungsquelle (4) in einem gemeinsamen LED-Gehäuse integriert sind.8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring radiation source (2) and the reference radiation source (4) are integrated in a common LED housing.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Mess-Strahlungsquelle (2) und der Referenz-Strahlungsquelle (4) ausgesandten Strahlen unkollimiert sind.9. Device according to one of claims 4 to 8, characterized in that the radiation emitted by the measuring radiation source (2) and the reference radiation source (4) are unkollimiert.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Messobjekt (1) ein Bahngut ist, das gegenüber der Mess-Strahlungsquelle (2), der Referenz-Strahlungsquelle (4) und dem Detektorelement (3) in einem konstanten Abstand vorbeibewegbar ist.10. Device according to one of claims 4 to 9, characterized in that the measurement object (1) is a web material, with respect to the measuring radiation source (2), the reference radiation source (4) and the detector element (3) in a constant Distance is moved past.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Mess-Strahlungsquelle (2), die Referenz-Strahlungsquelle (4) und das Detektorelement (3) in einem Gehäuse (15) angeordnet sind, für welche in einer Wand (18) des Gehäuses (15) entsprechende Durchbrechungen oder Durchlässe ausgebildet sind, durch welche die von der Mess-Strahlungsquelle (2) und der Referenz-Strahlungsquelle (4) ausgesandten Strahlen (21 , 22) austreten und der von der Papierbahnoberfläche (10) reflektierte Strahl (23) eintritt.11. Device according to one of claims 4 to 10, characterized in that the measuring radiation source (2), the reference radiation source (4) and the detector element (3) in a housing (15) are arranged, for which in a wall (18) of the housing (15) corresponding openings or passages are formed, through which the of the measuring radiation source (2) and the Reference radiation source (4) emitted rays (21, 22) emerge and the beam from the paper web surface (10) reflected beam (23) enters.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass nur zwei Durchbrechungen oder Durchlässe ausgebildet sind, und dass die zumindest eine Mess-Strahlungsquelle (2) und die zumindest eine Referenz-Strahlungsquelle (4) in einem gemeinsamen LED-Gehäuse integriert sind, für welches nur eine der Durchbrechungen oder Durchlässe vorgesehen ist.12. The device according to claim 11, characterized in that only two openings or passages are formed, and that the at least one measuring radiation source (2) and the at least one reference radiation source (4) are integrated in a common LED housing, for which is provided only one of the openings or passages.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchlässe in der Wand (18) des Gehäuses (15) durch Durchgangsbohrungen (41 , 42, 43) in einem in der Wand (18) eingelassenen Halterungselement (31 , 31 ') ausgebildet sind, an deren innerhalb des Gehäuses (15) gelegenen Enden die Mess- Strahlungsquelle (2), die Referenz-Strahlungsquelle (4) und das Detektorelement (3) angeordnet sind, und dessen entgegengesetzte Enden bei Verwendung auf die Papierbahnoberfläche (10) gerichtet sind.13. The apparatus according to claim 12, characterized in that the passages formed in the wall (18) of the housing (15) through through holes (41, 42, 43) in a in the wall (18) recessed support member (31, 31 ') are at their ends located within the housing (15) the measuring radiation source (2), the reference radiation source (4) and the detector element (3) are arranged, and whose opposite ends are directed in use on the paper web surface (10) ,
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelachsen der Durchgangsbohrungen (41 , 42, 43) in einer Ebene fluchtend angeordnet sind.14. The apparatus according to claim 13, characterized in that the central axes of the through holes (41, 42, 43) are arranged in alignment in a plane.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelachsen der Durchgangsbohrungen (41, 42, 43) parallel ausgerichtet sind.15. The apparatus of claim 13 or 14, characterized in that the central axes of the through holes (41, 42, 43) are aligned in parallel.
16. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelachse der Durchgangsbohrung (42) für das Detektorelement (3) normal zur Papierbahnoberfläche (10) orientiert ist, und dass die Mittelachsen der Durchgangsbohrungen (41 , 43) für die Mess-Strahlungsquelle (2) und die Referenz- Strahlungsquelle (3) jeweils einen Winkel α mit der Mittelachse der Durchgangsbohrung (42) für das Detektorelement (3) einschließen.16. The apparatus of claim 13 or 14, characterized in that the central axis of the through hole (42) for the detector element (3) normal to the paper web surface (10) is oriented, and that the central axes of the through holes (41, 43) for the measuring Radiation source (2) and the reference radiation source (3) each enclose an angle α with the central axis of the through hole (42) for the detector element (3).
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangsbohrungen (41 , 42, 43) des Halterungselements (31 , 31 ') jeweils zumindest einen mit der Vorrichtung zur Druckbeaufschlagung verbundenen, seitlichen Einlass (71 , 72, 73) aufweisen, durch den zwangsbewegte Luft oder Gas in die Durchgangsbohrungen (41 , 42, 43) einbringbar ist.17. Device according to one of claims 13 to 16, characterized in that the through-bores (41, 42, 43) of the holding element (31, 31 ') each have at least one lateral inlet (71, 72, 73) connected to the device for pressurizing, through which forced-moving air or gas is introduced into the through-bores (41 , 42, 43) can be introduced.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die seitlichen Einlasse (71 , 72, 73) durch, vorzugsweise im rechten Winkel zur Mittelachse der Durchgangsbohrungen (41 , 42, 43) verlaufende, Sackbohrungen gebildet sind.18. The apparatus according to claim 17, characterized in that the lateral inlets (71, 72, 73) through, preferably at right angles to the central axis of the through holes (41, 42, 43) extending, blind holes are formed.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Mess-Strahlungsquelle (2) und die Referenz-Strahlungsquelle (4) auf einem gedachten Kreis um das zumindest eine Detektorelement (3) angeordnet sind.19. Device according to one of claims 4 to 12, characterized in that the measuring radiation source (2) and the reference radiation source (4) are arranged on an imaginary circle around the at least one detector element (3).
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (15) gasdicht ausgebildet ist, und einen druckdichten Einlass (91) zum Anschluss an die Vorrichtung zur Druckbeaufschlagung mit Luft oder Gas aufweist.20. Device according to one of claims 11 to 19, characterized in that the housing (15) is gas-tight, and has a pressure-tight inlet (91) for connection to the device for pressurizing with air or gas.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass an der Außenseite des Gehäuses (15) im Bereich der Durchbrechungen oder21. Device according to one of claims 11 to 20, characterized in that on the outside of the housing (15) in the region of the openings or
Durchlässe eine diese überdeckende Abdeckschale (80) vorgesehen ist, die druckdicht mit der Außenseite des Gehäuses (15) verbunden ist, die zusammen mit der Gehäuse-Außenwand einen Hohlraum ausbildet und die Öffnungen (81 , 82, 83) aufweist, die fluchtend mit den Durchbrechungen oder Durchlässen verlaufen, wobei die Abdeckschale einen druckdichten Einlass (91 ') zum Anschluss an die Vorrichtung zur Druckbeaufschlagung mit Luft oder Gas aufweist.Passages this covering cover shell (80) is provided, which is pressure-tightly connected to the outside of the housing (15) which forms a cavity together with the housing outer wall and the openings (81, 82, 83) which are aligned with the Openings or passages extend, wherein the cover shell has a pressure-tight inlet (91 ') for connection to the device for pressurizing with air or gas.
22. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Strahlengang der einen Mess-Strahlungsquelle (2) und/oder der einen Referenz- Strahlungsquelle (4) und/oder des zumindest einen Detektorelements (3) jeweils eine strahlungsdurchlässige Schutzplatte (85, 86, 87) angeordnet ist. 22. The device according to claim 4, characterized in that in the beam path of the one measuring radiation source (2) and / or the one reference radiation source (4) and / or the at least one detector element (3) each have a radiation-permeable protective plate (85, 86 , 87) is arranged.
23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die strahlungsdurchlässige Schutzplatte eine Filterplatte ist, die nur in einem festgelegten Spektralbereich strahlungsdurchlässig ist.23. The device according to claim 22, characterized in that the radiation-permeable protective plate is a filter plate which is radiation-transmissive only in a predetermined spectral range.
24. Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere mit der Vorrichtung zur Druckbeaufschlagung verbundene Gas- oder Lufteinlässe (78) vorgesehen sind, die jeweils an der der zumindest einen Mess- Strahlungsquelle (2), der zumindest einen Referenz-Strahlungsquelle (4) und des Detektorelements (3) gegenüberliegenden Seite der Schutzplatte (85, 86, 87) angeordnet sind.24. The apparatus of claim 22 or 23, characterized in that one or more associated with the device for pressurizing gas or air inlets (78) are provided, each at the at least one measuring radiation source (2), the at least one reference Radiation source (4) and the detector element (3) opposite side of the protective plate (85, 86, 87) are arranged.
25. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Wandöffnung (190) in einer Gehäusewand (110) vorgesehen ist, die mit einem nach außen vorstehenden Rohrstück (130) in Verbindung steht, in welchem die Mess-Strahlungsquelle (2) und/oder die Referenzstrahlungsquelle (4) und/oder das Detektorelement (3) angeordnet ist oder sind, und dass die zumindest eine Wandöffnung (190) mit der Vorrichtung zur Druckbeaufschlagung mit Luft- oder Gas in Verbindung steht, sodass Luft oder Gas durch die zumindest eine Wandöffnung (190) und das Rohrstück (130) hindurch nach außen strömt und dabei die Mess- Strahlungsquelle (2) und/oder die Referenzstrahlungsquelle (4) und/oder das Detektorelement (3) umspült.25. The device according to claim 4, characterized in that at least one wall opening (190) in a housing wall (110) is provided, which is in communication with an outwardly projecting pipe section (130), in which the measuring radiation source (2) and or the reference radiation source (4) and / or the detector element (3) is or are arranged, and that the at least one wall opening (190) is in communication with the device for pressurizing with air or gas, so that air or gas through the at least a wall opening (190) and the pipe section (130) flows through to the outside and thereby the measuring radiation source (2) and / or the reference radiation source (4) and / or the detector element (3) flows around.
26. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mess- Strahlungsquelle (2) und/oder die Referenzstrahlungsquelle (4) und/oder das Detektorelement (3) in einem röhrenförmigen Durchlass (160) in einem Abstand zu einer nach außen führenden Öffnung (161) des Durchlasses (160) angeordnet sind, und dass der röhrenförmige Durchlass (160) mit der Vorrichtung zur Druckbeaufschlagung mit Luft- oder Gas in Verbindung steht, sodass Luft oder Gas im Bereich des Strahlenganges der Mess-Strahlungsquelle (2) und/oder der Referenzstrahlungsquelle und/oder des Detektorelements strömt.26. The device according to claim 4, characterized in that the measuring radiation source (2) and / or the reference radiation source (4) and / or the detector element (3) in a tubular passage (160) at a distance to an outwardly leading opening (161) of the passage (160) are arranged, and that the tubular passage (160) communicates with the device for pressurizing air or gas, so that air or gas in the region of the beam path of the measuring radiation source (2) and / / or the reference radiation source and / or the detector element flows.
27. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Prallplatte (200) vorgesehen ist.27. Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that a baffle plate (200) is provided.
28. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Ebene der Prallplatte (200) im wesentlichen parallel zum Strahlengang der zumindest einen Mess-Strahlungsquelle (2) und/oder der zumindest einen Referenzstrahlungsquelle und/oder des zumindest einen Detektorelements verläuft.28. The device according to claim 27, characterized in that the plane of the baffle plate (200) extends substantially parallel to the beam path of the at least one measuring radiation source (2) and / or the at least one reference radiation source and / or the at least one detector element.
29. Vorrichtung nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Mess-Strahlungsquelle und die Referenzstrahlungsquelle und das Detektorelement in einem Gehäuse (210) angeordnet sind, das mit einer Seite an der Prallplatte (200) angebracht ist. 29. The device according to claim 27 or 28, characterized in that the measuring radiation source and the reference radiation source and the detector element in a housing (210) are arranged, which is attached to one side of the baffle plate (200).
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